大地構(gòu)造學(xué)(巖石圈研究進(jìn)展)

1、巖石圈研究新進(jìn)展巖石圈研究新進(jìn)展超越板塊構(gòu)造超越板塊構(gòu)造一、巖石圈的縱向和橫向不均一性一、巖石圈的縱向和橫向不均一性1、巖石圈的縱向不均一性 對(duì)巖石圈的經(jīng)典理解剛性的固體板塊 超深鉆和地球物理探測(cè)發(fā)現(xiàn)：巖石圈存在垂向的分層性 構(gòu)造證據(jù)：不同規(guī)模、不同層次的層間滑動(dòng)斷裂，如變質(zhì)巖區(qū)普遍存在的順層韌性剪切帶（一定層次）、固態(tài)流變構(gòu)造、大型伸展剝離斷層和逆沖推覆構(gòu)造 地球物理證據(jù)：地球物理證據(jù)： 廣泛存在低速層廣泛存在低速層和高導(dǎo)層。和高導(dǎo)層。 大陸巖石圈存在大陸巖石圈存在“三明治三明治”結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。2、巖石圈橫向的不均一性不規(guī)則的多邊形結(jié)構(gòu)（陸塊構(gòu)造） 多級(jí)次（10-8108）的強(qiáng)變形帶圍繞弱變形

2、域而構(gòu)成的網(wǎng)結(jié)狀構(gòu)造。殼內(nèi)低速層的不連續(xù)全球統(tǒng)一的軟流圈是否存在？ 巖石圈之下的軟流圈一般為低速層，但有些大陸沒(méi)有觀測(cè)到軟流圈的低速層。巖石圈縱橫向上的不均一性的發(fā)現(xiàn)其意義在于：大陸構(gòu)造是極為復(fù)雜的，其成因機(jī)制也是復(fù)雜的提出了大陸動(dòng)力學(xué)的研究方向?qū)?jīng)典板塊構(gòu)造理論提出了質(zhì)疑太古代地太古代地盾區(qū)巖石盾區(qū)巖石圈厚度比圈厚度比以前認(rèn)為以前認(rèn)為的深得多，的深得多，超過(guò)超過(guò)300km，甚至達(dá)到甚至達(dá)到400600km。 殼內(nèi)高導(dǎo)低速層的解釋殼內(nèi)高導(dǎo)低速層的解釋 顯生宙蓋層與結(jié)晶基底的界面顯生宙蓋層與結(jié)晶基底的界面 上地殼的低速層與含水和巖石破碎上地殼的低速層與含水和巖石破碎有關(guān)有關(guān)來(lái)自俄羅斯科拉半島超深

3、來(lái)自俄羅斯科拉半島超深鉆的觀測(cè)資料鉆的觀測(cè)資料 下地殼中包含的沉積巖層下地殼中包含的沉積巖層 地殼深處水平層狀的物質(zhì)流動(dòng)層地殼深處水平層狀的物質(zhì)流動(dòng)層 下地殼的部分熔融巖漿下地殼的部分熔融巖漿二、巖石圈的力學(xué)性質(zhì)二、巖石圈的力學(xué)性質(zhì)巖石巖石圈的流變分層性圈的流變分層性 傳統(tǒng)的巖石圈流變學(xué)分層性傳統(tǒng)的巖石圈流變學(xué)分層性均一的地殼均一的地殼以石英為代表的流變學(xué)行為以石英為代表的流變學(xué)行為均一的上地幔均一的上地幔以橄欖石為代表的流變學(xué)行為以橄欖石為代表的流變學(xué)行為新探測(cè)研究發(fā)現(xiàn)： 大陸巖石圈的地殼層中和上地幔內(nèi)部均發(fā)現(xiàn)有明顯的低速層存在，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 超深鉆鉆探表明，地殼內(nèi)部可能不存在康拉德面（硅鋁/

4、硅鎂）科拉半島設(shè)計(jì)15km，鉆至11.5km結(jié)束，仍為T(mén)TG而不是“玄武巖層” 三明治式的多層流變模型 存在一個(gè)或多個(gè)塑性強(qiáng)度低的或不能干的層分隔開(kāi)具有脆性破裂特征的強(qiáng)度高或能干的層。這種三明治式的多層流變結(jié)構(gòu)是地殼（巖石圈）厚度、巖石學(xué)特征、溫度等物理狀態(tài)的函數(shù)。RanalliRanalli和和MurphyMurphy(1987)(1987)建立建立的七種巖石的七種巖石圈流變學(xué)剖圈流變學(xué)剖面模型面模型Jackson（2003）的巖石圈流變學(xué)力學(xué)強(qiáng)度模型）的巖石圈流變學(xué)力學(xué)強(qiáng)度模型三、巖石圈的成分結(jié)構(gòu)三、巖石圈的成分結(jié)構(gòu)陸殼成分結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)陸殼成分結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)巖石圈地殼上地幔固體表層上地殼

5、下地殼軟流圈（低速層）硅鋁層硅鎂層地幔橄欖巖莫霍面對(duì)陸殼成分結(jié)構(gòu)的新認(rèn)識(shí)對(duì)陸殼成分結(jié)構(gòu)的新認(rèn)識(shí)（主要針對(duì)下地殼成分）（主要針對(duì)下地殼成分） 超深鉆鉆探表明，地殼內(nèi)部可能不存在康拉德面超深鉆鉆探表明，地殼內(nèi)部可能不存在康拉德面（硅鋁（硅鋁/硅鎂）科拉半島設(shè)計(jì)硅鎂）科拉半島設(shè)計(jì)15km，鉆至，鉆至11.5km結(jié)束，原預(yù)測(cè)的結(jié)束，原預(yù)測(cè)的7km深處的康拉德面并不深處的康拉德面并不存在，在該深度以下仍為斜長(zhǎng)片麻巖、花崗片麻存在，在該深度以下仍為斜長(zhǎng)片麻巖、花崗片麻巖和角閃巖巖和角閃巖 ，只是隨著深度增加角閃巖夾層增多。，只是隨著深度增加角閃巖夾層增多。而不是而不是“玄武巖層玄武巖層” 剝露到地表的麻粒

6、巖相下地殼成分往往以長(zhǎng)英質(zhì)剝露到地表的麻粒巖相下地殼成分往往以長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖、麻粒巖為主體。片麻巖、麻粒巖為主體。 很多新的火山巖攜帶的大量下地殼包體往往也以很多新的火山巖攜帶的大量下地殼包體往往也以長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖、麻粒巖為主體。長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖、麻粒巖為主體。因此，陸殼的下地殼成分可能仍以長(zhǎng)英質(zhì)或花因此，陸殼的下地殼成分可能仍以長(zhǎng)英質(zhì)或花崗質(zhì)成分為主。崗質(zhì)成分為主。大陸巖石圈成分的不均一性大陸巖石圈成分的不均一性大陸巖石圈的組成和物性變化很大，缺乏一大陸巖石圈的組成和物性變化很大，缺乏一個(gè)共同的成因方式，大陸巖石圈的組成上部是個(gè)共同的成因方式，大陸巖石圈的組成上部是由非均一成分和具有復(fù)雜構(gòu)造和熱演化

7、史的不由非均一成分和具有復(fù)雜構(gòu)造和熱演化史的不同塊體拼合而成，因而它們具有不同的強(qiáng)度。同塊體拼合而成，因而它們具有不同的強(qiáng)度。 大陸下地殼的性質(zhì)因地而異，不同的性質(zhì)造成大陸下地殼的性質(zhì)因地而異，不同的性質(zhì)造成了復(fù)雜多樣的效應(yīng)與結(jié)果，諸如活動(dòng)斷裂帶的了復(fù)雜多樣的效應(yīng)與結(jié)果，諸如活動(dòng)斷裂帶的寬度、造山帶高度、沉積盆地以及被動(dòng)大陸邊寬度、造山帶高度、沉積盆地以及被動(dòng)大陸邊緣的下沉速度的差異等緣的下沉速度的差異等. .四、超越板塊構(gòu)造四、超越板塊構(gòu)造（Beyond Plate Tectonics）超越板塊構(gòu)造產(chǎn)生背景超越板塊構(gòu)造產(chǎn)生背景1. 對(duì)大陸地質(zhì)的研究，大批的高精度定量數(shù)據(jù)的涌現(xiàn)和相關(guān)理念的對(duì)大

8、陸地質(zhì)的研究，大批的高精度定量數(shù)據(jù)的涌現(xiàn)和相關(guān)理念的長(zhǎng)足進(jìn)步，例如：長(zhǎng)足進(jìn)步，例如： 地表位移：以全球定位系統(tǒng)地表位移：以全球定位系統(tǒng)( GPS) 和合成孔徑干涉雷達(dá)和合成孔徑干涉雷達(dá)( InSAR) 為手段的大地測(cè)量技術(shù)為手段的大地測(cè)量技術(shù) 深部結(jié)構(gòu)：地震層析技術(shù)深部結(jié)構(gòu)：地震層析技術(shù) 時(shí)間約束：精確的熱年代學(xué)測(cè)年技術(shù)和宇宙成因同位素測(cè)年技術(shù)時(shí)間約束：精確的熱年代學(xué)測(cè)年技術(shù)和宇宙成因同位素測(cè)年技術(shù)等。等。2.作為地質(zhì)科學(xué)帶頭學(xué)科的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)面臨著新的發(fā)展機(jī)遇，出現(xiàn)作為地質(zhì)科學(xué)帶頭學(xué)科的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)面臨著新的發(fā)展機(jī)遇，出現(xiàn)一些新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)：一些新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)： 大陸地質(zhì)構(gòu)造理論的創(chuàng)新大陸地質(zhì)構(gòu)

9、造理論的創(chuàng)新(涉及造山帶形成的深部機(jī)制涉及造山帶形成的深部機(jī)制,力學(xué)過(guò)程力學(xué)過(guò)程, 地殼和巖石圈地幔結(jié)構(gòu)等地殼和巖石圈地幔結(jié)構(gòu)等) 大地構(gòu)造與人類居住環(huán)境關(guān)系大地構(gòu)造與人類居住環(huán)境關(guān)系(比如比如, 構(gòu)造與氣候以及地球表面過(guò)構(gòu)造與氣候以及地球表面過(guò)程相互作用關(guān)系程相互作用關(guān)系) 的研究的研究 大地構(gòu)造演化對(duì)生物演進(jìn)的制約研究大地構(gòu)造演化對(duì)生物演進(jìn)的制約研究 地震發(fā)生與長(zhǎng)期地殼構(gòu)造變形的關(guān)系研究等地震發(fā)生與長(zhǎng)期地殼構(gòu)造變形的關(guān)系研究等. 3.大陸地質(zhì)研究的深入對(duì)傳統(tǒng)板塊構(gòu)造理論在解釋大陸地大陸地質(zhì)研究的深入對(duì)傳統(tǒng)板塊構(gòu)造理論在解釋大陸地質(zhì)方面提出質(zhì)疑和挑戰(zhàn)質(zhì)方面提出質(zhì)疑和挑戰(zhàn).比如：比如： 兩個(gè)大

10、陸間的大洋板塊俯沖消減之后兩個(gè)大陸間的大洋板塊俯沖消減之后, 兩相碰撞的大陸塊體的地兩相碰撞的大陸塊體的地殼部分和其深部會(huì)采取什么方式繼續(xù)造山活動(dòng)殼部分和其深部會(huì)采取什么方式繼續(xù)造山活動(dòng) 深部過(guò)程和拆沉與底侵作用在大陸造山過(guò)程中的效應(yīng)深部過(guò)程和拆沉與底侵作用在大陸造山過(guò)程中的效應(yīng) 大陸中、下地殼的相對(duì)強(qiáng)度大陸中、下地殼的相對(duì)強(qiáng)度 大陸變形所采取的力學(xué)方式及物理化學(xué)機(jī)制大陸變形所采取的力學(xué)方式及物理化學(xué)機(jī)制因此，美國(guó)的一批構(gòu)造地質(zhì)學(xué)家和大地構(gòu)造學(xué)家根據(jù)地球科因此，美國(guó)的一批構(gòu)造地質(zhì)學(xué)家和大地構(gòu)造學(xué)家根據(jù)地球科學(xué)發(fā)展的潮流學(xué)發(fā)展的潮流, 于于2002 年年9 月在美國(guó)科羅拉多州丹佛市召開(kāi)月在美國(guó)科

11、羅拉多州丹佛市召開(kāi)了題為了題為“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和大地構(gòu)造學(xué)的新航程構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和大地構(gòu)造學(xué)的新航程(New departures in structural geology and tectonics)”的構(gòu)造研的構(gòu)造研討會(huì)討會(huì). 在此次研討會(huì)中在此次研討會(huì)中, 美國(guó)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)家和大地構(gòu)造學(xué)家美國(guó)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)家和大地構(gòu)造學(xué)家在相繼提出大陸動(dòng)力學(xué)和在相繼提出大陸動(dòng)力學(xué)和21世紀(jì)地質(zhì)科學(xué)基礎(chǔ)研究的機(jī)遇世紀(jì)地質(zhì)科學(xué)基礎(chǔ)研究的機(jī)遇等基礎(chǔ)上等基礎(chǔ)上, 首次明確指出板塊構(gòu)造理論模式不適合于大陸地首次明確指出板塊構(gòu)造理論模式不適合于大陸地質(zhì)質(zhì), 并提出超越板塊構(gòu)造并提出超越板塊構(gòu)造（Beyond Plate Tec

12、tonics）概念。）概念。提出當(dāng)代構(gòu)造地質(zhì)學(xué)所面臨的提出當(dāng)代構(gòu)造地質(zhì)學(xué)所面臨的4 個(gè)重個(gè)重大課題（超越板塊構(gòu)造研究的方向）大課題（超越板塊構(gòu)造研究的方向）(1) 板塊構(gòu)造板塊構(gòu)造: 流變學(xué)與大陸造山作流變學(xué)與大陸造山作 用用;(2) 丟失的聯(lián)結(jié)丟失的聯(lián)結(jié): 從地震到造山作用從地震到造山作用;(3) 大地構(gòu)造、氣候和地表系統(tǒng)的動(dòng)大地構(gòu)造、氣候和地表系統(tǒng)的動(dòng) 態(tài)相互作用態(tài)相互作用;(4) 地球和生命的協(xié)同演化地球和生命的協(xié)同演化大陸構(gòu)造研究中幾個(gè)需要思考的方面大陸構(gòu)造研究中幾個(gè)需要思考的方面（一）大陸板塊與大洋板塊的物性差異（一）大陸板塊與大洋板塊的物性差異1、大洋巖石圈板塊呈剛性特征、大洋巖石

13、圈板塊呈剛性特征, 而大陸巖石圈具有非剛性特征而大陸巖石圈具有非剛性特征, 相對(duì)于大洋巖石圈板塊相對(duì)于大洋巖石圈板塊, 大陸巖石圈板塊在強(qiáng)度上要軟弱一些大陸巖石圈板塊在強(qiáng)度上要軟弱一些. 2、相對(duì)大洋板塊而言、相對(duì)大洋板塊而言, 大陸巖石圈的組成和物性變化很大大陸巖石圈的組成和物性變化很大, 不像不像大洋板塊具有上述物質(zhì)組成的相對(duì)均一性大洋板塊具有上述物質(zhì)組成的相對(duì)均一性, 大陸巖石圈的組成缺乏大陸巖石圈的組成缺乏一個(gè)共同的成因方式一個(gè)共同的成因方式. 大陸巖石圈的組成上部是由非均一成分和具大陸巖石圈的組成上部是由非均一成分和具有復(fù)雜構(gòu)造和熱演化史的不同塊體拼合而成有復(fù)雜構(gòu)造和熱演化史的不同塊

14、體拼合而成, 因而它們具有不同的因而它們具有不同的強(qiáng)度強(qiáng)度. 大陸下地殼的性質(zhì)因地而異大陸下地殼的性質(zhì)因地而異,不同的性質(zhì)造成了復(fù)雜多樣的效不同的性質(zhì)造成了復(fù)雜多樣的效應(yīng)與結(jié)果。應(yīng)與結(jié)果。（二）大陸下地殼與地幔的相對(duì)強(qiáng)度（二）大陸下地殼與地幔的相對(duì)強(qiáng)度目前目前, 地殼和地幔的強(qiáng)度對(duì)巖石圈性質(zhì)所作的貢獻(xiàn)的相對(duì)大小仍地殼和地幔的強(qiáng)度對(duì)巖石圈性質(zhì)所作的貢獻(xiàn)的相對(duì)大小仍不清楚不清楚. 軟弱的和富含流體的下地殼的想法在過(guò)去軟弱的和富含流體的下地殼的想法在過(guò)去15 年間主導(dǎo)了大年間主導(dǎo)了大陸構(gòu)造研究陸構(gòu)造研究.即大陸巖石圈的即大陸巖石圈的“三明治三明治”或或“五明治五明治”結(jié)構(gòu)。然而結(jié)構(gòu)。然而, 現(xiàn)現(xiàn)在新

15、的研究認(rèn)為大陸巖石圈是由軟弱的中地殼和強(qiáng)的下地殼組成在新的研究認(rèn)為大陸巖石圈是由軟弱的中地殼和強(qiáng)的下地殼組成, 并且下地殼的強(qiáng)度可能超過(guò)其下伏的地幔。這些論點(diǎn)是基于由地震并且下地殼的強(qiáng)度可能超過(guò)其下伏的地幔。這些論點(diǎn)是基于由地震分布和地形負(fù)載的彈性厚度作出的推斷。因?yàn)槿狈ζ渌糇C分布和地形負(fù)載的彈性厚度作出的推斷。因?yàn)槿狈ζ渌糇C, 這樣這樣的推斷是間接的并具有假定性。的推斷是間接的并具有假定性。（三）（三）大陸變形的流變學(xué)特點(diǎn)大陸變形的流變學(xué)特點(diǎn)由于大陸與大洋板塊力學(xué)性質(zhì)的差異由于大陸與大洋板塊力學(xué)性質(zhì)的差異, 導(dǎo)致了它導(dǎo)致了它們構(gòu)造變形的不同們構(gòu)造變形的不同. 大洋板塊表現(xiàn)了在俯沖帶的相大

16、洋板塊表現(xiàn)了在俯沖帶的相對(duì)單一的消減作用對(duì)單一的消減作用, 采取的主要是剛性的變形方式采取的主要是剛性的變形方式. 而大陸的非剛性特點(diǎn)而大陸的非剛性特點(diǎn), 造成了寬廣的大陸造山帶內(nèi)造成了寬廣的大陸造山帶內(nèi)廣布式變形和內(nèi)部構(gòu)造廣布式變形和內(nèi)部構(gòu)造, 主要表現(xiàn)為流變學(xué)行為與主要表現(xiàn)為流變學(xué)行為與方式方式. 除了考慮介質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)之外除了考慮介質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)之外, 流變學(xué)流變學(xué)研究將時(shí)間因素引入變形力學(xué)研究將時(shí)間因素引入變形力學(xué). 從廣義上講從廣義上講,流變學(xué)流變學(xué)包含了所有隨時(shí)間變化的變形力學(xué)包含了所有隨時(shí)間變化的變形力學(xué). 而流變學(xué)行為而流變學(xué)行為即是在時(shí)間因素起作用的條件下的變形方式即是

17、在時(shí)間因素起作用的條件下的變形方式. 在應(yīng)在應(yīng)力保持不變的的條件下力保持不變的的條件下, 變形強(qiáng)度隨時(shí)間增強(qiáng)變形強(qiáng)度隨時(shí)間增強(qiáng). 這這一變形的力學(xué)方式是大陸與大洋板塊變形的最大一變形的力學(xué)方式是大陸與大洋板塊變形的最大不同。不同。兩種可能模型：兩種可能模型：1、大陸地幔巖石圈相對(duì)強(qiáng)硬、大陸地幔巖石圈相對(duì)強(qiáng)硬, 因因此它以板塊形式消減此它以板塊形式消減, 而軟弱的、而軟弱的、具浮力的地殼被遺留在后形成加具浮力的地殼被遺留在后形成加厚的造山帶厚的造山帶2、地幔巖石圈的行為的更像流、地幔巖石圈的行為的更像流體體. 地幔回流可能卷入了一個(gè)穩(wěn)地?；亓骺赡芫砣肓艘粋€(gè)穩(wěn)定的對(duì)稱或非對(duì)稱的下降流定的對(duì)稱或非對(duì)

18、稱的下降流, 或或者幕次式的水滴狀回流。者幕次式的水滴狀回流。陸陸陸碰撞的不同地?；亓鞣绞疥懪鲎驳牟煌蒯；亓鞣绞降臄?shù)字模型的數(shù)字模型(a)大陸巖石圈地幔以板塊方式俯大陸巖石圈地幔以板塊方式俯沖消減沖消減; (b)具有幕次式的水滴狀脈動(dòng)的具有幕次式的水滴狀脈動(dòng)的對(duì)稱回流對(duì)稱回流. 變形軌跡網(wǎng)絡(luò)顯示聚集主密度變形軌跡網(wǎng)絡(luò)顯示聚集主密度, 箭頭表示相對(duì)速度矢量箭頭表示相對(duì)速度矢量（四）大陸變形中的流體作用（四）大陸變形中的流體作用大陸變形中的流體作用值得重視大陸變形中的流體作用值得重視, 因?yàn)榇箨憥r石圈與流體和熔體的因?yàn)榇箨憥r石圈與流體和熔體的相互作用可以大大改變其流變學(xué)結(jié)構(gòu)相互作用可以大大改變其

19、流變學(xué)結(jié)構(gòu), 而我們對(duì)流體存在的效應(yīng)和而我們對(duì)流體存在的效應(yīng)和作用過(guò)程還知之甚少作用過(guò)程還知之甚少. 實(shí)驗(yàn)研究表明礦物中微量含水組分對(duì)改變巖實(shí)驗(yàn)研究表明礦物中微量含水組分對(duì)改變巖石圈流變學(xué)行為的重要性。極少量的水都會(huì)對(duì)巖石的延展性和摩石圈流變學(xué)行為的重要性。極少量的水都會(huì)對(duì)巖石的延展性和摩擦力產(chǎn)生作用。如：擦力產(chǎn)生作用。如：發(fā)育完整的走滑斷裂發(fā)育完整的走滑斷裂(如圣安德列斯斷裂如圣安德列斯斷裂) 的內(nèi)部各帶要比典型的內(nèi)部各帶要比典型的地殼巖石軟得多的地殼巖石軟得多, 而斷裂帶內(nèi)流體壓力的增大是這種軟弱性的可而斷裂帶內(nèi)流體壓力的增大是這種軟弱性的可能原因。能原因。 脆脆-韌性過(guò)渡變形似乎與斷裂作

20、用中的流體作用密切相關(guān)韌性過(guò)渡變形似乎與斷裂作用中的流體作用密切相關(guān), 這種這種關(guān)系體現(xiàn)在影響斷層和寄主巖石的正負(fù)膨脹變形機(jī)制上。關(guān)系體現(xiàn)在影響斷層和寄主巖石的正負(fù)膨脹變形機(jī)制上。顆粒粒度減小和巖石與斷層泥的混合改變了斷層寄主系統(tǒng)的滲顆粒粒度減小和巖石與斷層泥的混合改變了斷層寄主系統(tǒng)的滲透性。透性。 流體遷移影響顆粒接觸部位的溶解、運(yùn)移和膠結(jié)物的沉淀。流體遷移影響顆粒接觸部位的溶解、運(yùn)移和膠結(jié)物的沉淀。Jackson（2003）的巖石圈流變學(xué)力學(xué)強(qiáng)度模型）的巖石圈流變學(xué)力學(xué)強(qiáng)度模型（五）構(gòu)造（五）構(gòu)造沉積沉積地貌地貌氣候氣候協(xié)同演化研究協(xié)同演化研究構(gòu)造地質(zhì)學(xué)沉積學(xué)構(gòu)造熱年構(gòu)造地質(zhì)學(xué)沉積學(xué)構(gòu)造熱

21、年代學(xué)構(gòu)造地貌學(xué)氣候?qū)W的緊代學(xué)構(gòu)造地貌學(xué)氣候?qū)W的緊密結(jié)合密結(jié)合美國(guó)：美國(guó)： “構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和大地構(gòu)造學(xué)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和大地構(gòu)造學(xué)的新航程的新航程(New departures in (New departures in structural geology and tectonics)” structural geology and tectonics)” 構(gòu)造研討會(huì)構(gòu)造研討會(huì)中確定的超越板塊構(gòu)造研究的中確定的超越板塊構(gòu)造研究的4 4個(gè)重大個(gè)重大方向方向之一之一(1) (1) 板塊構(gòu)造板塊構(gòu)造: : 流變學(xué)與大陸造山作流變學(xué)與大陸造山作用用; ;(2) (2) 丟失的聯(lián)結(jié)丟失的聯(lián)結(jié): : 從地震到造

22、山作用從地震到造山作用; ;(3) (3) 大地構(gòu)造、氣候和地表系統(tǒng)的動(dòng)大地構(gòu)造、氣候和地表系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)相互作用態(tài)相互作用; ;(4) (4) 地球和生命的協(xié)同演化地球和生命的協(xié)同演化。歐洲：歐洲：歐洲合作研究計(jì)劃歐洲合作研究計(jì)劃Top Europe and Thermal Europe介紹介紹List of Funded Collaborative Research Projects (CRP s) Spatial and Temporal Coupling between Tectonics and Surface Processes during Lithosphere Inversion

23、 of the Pyrenean-Cantabrian Mountain Belt (PYRTEC) Timescales of Sediment Dynamics, Climate and Topographic Change in Mountain Landscapes (SedyMONT) Plate Re-organisation in the Western Mediterranean: lithospheric causes and topographic consequences (TopoMed) Continental Plateaus and Tectonics-Clima

24、te Interactions (VAMP) The Scandinavian Mountain Chain: deep processes (TopoScandiaDeep) From Source to Sink: integrated natural hazard assessment through the quantification of mass transfer from mountain ranges to active sedimentary basins (SourceSink) Refined European Sea Level Estimations by Comb

25、ining Altimetry, Tide Gauges, Hydrographic and Other Data Sets with Improved Regional GIA Modeling and Tailored Regional GRACE Gravity Field Models (RESEL-GRACE) Mantle Forcing of Earth Surface Evolution in Europe and the Mediterranean: from past to present (Topo-4D) The Topographic History of the A

26、lps and its Tectonic and Climatic Drivers (TOPO-ALPS) Coupled Climatic/Tectonic Forcing of European Topography revealed through Thermochronometry (Thermo-Europe)Title EUROCORES Project: Coupled climatic/tectonic forcing of European topography revealed through thermochronometry Thermo-EuropeMaria-Lau

27、ra Balestrieri, Max Zattin and Marco Malusa (Pisa, Bologna, Milano, Italy)Cornelia Spiegel and Joachim Kuhleman (Bremen, Tbingen, Germany);Mike Cosca (Lausanne, Switzerland)Charlotte Cederbom and Onno Oncken (Potsdam, Germany)Peter van der Beek and Matthias Bernet (Grenoble, France)Sean Willett and

28、Rainer Wieler (Zrich, Switzerland)Paul Andriessen and Joaquim Juez-Larr (Amsterdam, Netherlands)Piotr Krzywiec (Warsawa, Poland)Luis Barbero (Cadiz, Spain)Hugh Sinclair (Edinburgh, U.K.)Ed Sobel (Potsdam, Germany)Ulrich Glasmacher (Mainz, Germany).Thermo-Europe aims and objectives:(a) acquisition of

29、 new thermochronologic data on denudation rates and seismic data on sediment-flux from selected key areas;（新的有關(guān)剝蝕速率熱年代學(xué)資料和關(guān)鍵（新的有關(guān)剝蝕速率熱年代學(xué)資料和關(guān)鍵地區(qū)沉積通量的地震探測(cè)資料的獲?。┑貐^(qū)沉積通量的地震探測(cè)資料的獲取）(b) development of new methods to increase the resolution of the thermochronologic record; （ 提高熱年代學(xué)記錄確定性的新方法）提高熱年代學(xué)記錄確定性的新方法

30、）(c) development of quantitative interpretational techniques that permit us to extract information on relief development and transient exhumation rates（萃取有關(guān)地貌演（萃取有關(guān)地貌演化和瞬時(shí)剝蝕速率信息的定量解釋技術(shù)）化和瞬時(shí)剝蝕速率信息的定量解釋技術(shù)）(d) investigation of the potentially coupled effect of climate-induced and tectonic variability i

31、n exhumation rates. （評(píng)估氣候因素和構(gòu)造變化對(duì)剝蝕速率的潛在雙重影（評(píng)估氣候因素和構(gòu)造變化對(duì)剝蝕速率的潛在雙重影響）響）Thermo-Europe questions:1. Can we document and quantify variations in erosion rates in, and/or sediment flux from, mountain belts through time and can we link these two measurements? What resolution can we achieve in the establish

32、ment of a record of erosion rates through time?是否能是否能夠描述和量化造山帶隨時(shí)間演變的剝蝕速率和夠描述和量化造山帶隨時(shí)間演變的剝蝕速率和/ /或沉積通量變化？?jī)苫虺练e通量變化？?jī)煞N測(cè)量結(jié)果能否互相關(guān)聯(lián)？是否能夠建立剝蝕速率隨時(shí)間的演變？種測(cè)量結(jié)果能否互相關(guān)聯(lián)？是否能夠建立剝蝕速率隨時(shí)間的演變？2. Can we establish the timing of these variations with sufficient temporal and spatial resolution to enable correlation between

33、 different study areas?是否能夠建立這些變化在時(shí)空上的關(guān)系，從而是否能夠建立這些變化在時(shí)空上的關(guān)系，從而使我們能夠建立不同研究區(qū)之間的聯(lián)系？使我們能夠建立不同研究區(qū)之間的聯(lián)系？Thermo-Europe questions:3. Can we use this information to discriminate climatic and tectonic forcing on the topographic evolution of the region?是否能夠利用這是否能夠利用這一信息去區(qū)別氣候和構(gòu)造力對(duì)該地區(qū)地貌演化的影響？一信息去區(qū)別氣候和構(gòu)造力對(duì)該地區(qū)地貌演

34、化的影響？4. Can we reveal changes in topography due to changing rates and processes of erosion (e.g., increased relief due to valley carving)?是否能夠揭示由于改變剝蝕速率和過(guò)程而引起地貌的變化？是否能夠揭示由于改變剝蝕速率和過(guò)程而引起地貌的變化？ 5. Can we document and model the tectonic response to changing erosion rates and topography, and can we estab

35、lish couplings in the system? 是否能夠描述和模擬構(gòu)造對(duì)剝蝕速率和地形變化的響是否能夠描述和模擬構(gòu)造對(duì)剝蝕速率和地形變化的響應(yīng)？是否能夠建立系統(tǒng)的耦合關(guān)系？應(yīng)？是否能夠建立系統(tǒng)的耦合關(guān)系？Thermo-Europe techniques: Numerical modelling of thermochronologic age-elevation profiles; 熱年代學(xué)年齡高程剖面的數(shù)值模擬熱年代學(xué)年齡高程剖面的數(shù)值模擬 Forward and inverse modelling of dense thermochronologic datasets;密集熱年

36、代學(xué)數(shù)據(jù)資料的正反演模擬密集熱年代學(xué)數(shù)據(jù)資料的正反演模擬 Multiple thermochronometric analysis (e.g., apatite fission-track, zircon and apatite (U-Th)/He);多重?zé)崮甏鷮W(xué)分析（如：多重?zé)崮甏鷮W(xué)分析（如：磷灰石裂變徑跡、鋯石和磷灰石磷灰石裂變徑跡、鋯石和磷灰石U-Th/He測(cè)年）測(cè)年） Apatite 4He/3He thermochronometry;磷灰石磷灰石4He/3He熱年代學(xué)熱年代學(xué) Detrital thermochronology on well-dated Mio-Pliocene sediments; 良好定時(shí)的中上新世沉積的碎屑熱年代學(xué)良好定時(shí)的中上新世沉積的碎屑熱年代學(xué) Combining detrital thermochronology with quantifications of sediment flu